13. 10. 2013

Konzola - hardvér bez možnosti upgrejdu ?


Jednou z najčastejších výčitiek PC warez detí na adresu konzol je ich údajna neschopnosť držať krok s technickým pokrokom, ktorý čas prináša. Rozumej - nekonečné a frekventné upgrejdy hardvéru. Tie sú pri hernom PC vyvolávané arteficiálne, aj AMD/NVidia a Intel z niečoho musí žiť. Vývoj však neposúvajú nikam, to majú na starosti hry pre konzoly. Mŕtvu PC platformu tu však riešiť nebudem. Naopak, dokážem tým vemenám, že tu bola doba, keď konzoly v rámci jednej generácie vylepšovali svoj HW tak často, že s tým ani wikipedia nevie držať krok. A bežný hráč pritom takmer nič netušil.

Za týmto tajomstvom je samozrejme ukrytý sám herný katridž a jeho schopnosť absorbovať okrem hernej ROM aj nejaké tie prídavné custom čipy. A tam sa vám diali strašné veci. Dodatočná ram, výkonnejšie audio, extra 2D grafika, 3D akcelerátory, DSP, FPU, DMA radič, dekompresory, dokonca celé CPU aj s vlastnou logikou. Ako si ukážeme, tak po 6 rokoch bolo na trhu viac konfigurácii /stále ta istá konzola/, než všetkých modelov Amiga a Atari ST plus PC XT, 286, 386 dokopy. A prezentovať to budem na troch konzolách od nintenda - 8 bitový NES, 16 bitový SNES a 32 bitová N64ka. Nechystám sa tu o per pixel a bajt vyčerpávajúci popis, to by bolo na menšiu knihu, len aby ste proste vedeli, že kártridžové konzoly boli ešte modulárnejšie ako to "neprekonateľné" herné PC.

NES. Kliknite si, dlhý zoznam však. Nintendo, Konami, Namco, Koei, Sunsoft sa s nimi pekne vybláznili. NES má 2 kila základnej ram a nejaké bajty /256+28/ pre sprajty a farby, 5 kanálové audio /pekné video/. Custom čipy teda pridali nejakú tu ram, pridali audio kanály alebo celú zvukovku /často sa tam prcol orezaný  Soundblastera s YM3812 jadrom !!/, vylepšovali skroling /aj split scroling/. Naturbené NES hry potom zneli napríklad takto, zvýšte si hlasitosť, ďakujem - Journey to Sillius alebo vyzerali takto - Crisis Force /viď ten paralaxný vertikálny skroling vďaka VRC4 čipu/.

Mario Kart /SNES/ - killer app, ktorý vyžaduje špeciálny dodatočný HW

SNES. Husté. Pri tejto 16 bitovej konzolke sa extra výkon využíval na 95% v prospech lepšej grafiky. Legendárna zvukovka / Sony SPC700/ - 8 kanálov, vlastne DSP, vlastná ram, plne samplovaná vecička už žiadne ďalšie investície nepotrebovala. Masívne sa teda vylepšovala grafika /rôzne DSP, SuperFX 1 a 2 na 10.5 až 21MHz/ - Pilotwings, Starfox, Doom. S-DD1 čip bola chuťovka. SNES hry, teda ich vizuálna a audio kvalita prudko rástla podľa veľkosti použitého kartridža /viď FF4 versus FF6 versus Chronotrigger/. S-DD1 bol primárne ultra výkonný dekompresor dát v reálnom čase. Dáta teda boli na malom kartridži /každé mega malo cenu zlata, štandard bol cirka 1-4 mega na hru, iba tak málo !!/ zabalené do kvantovo malej veľkosti. Výsledkom kompresie/dekompresie bolo napríklad plne nahovorené/naspievané intro hier a krásne detailná herná grafika. Star Ocean a Tales of Phantasia /naspievaný song/. Super Mario RPG dokonca použil celú druhé 16 bit CPU na 10.7 MHz, ktoré kooperovalo s originálnym SNES CPU na 3.5Mhz. Dual core bitches !! F1 ROC II: Race of Champions použil čip triedy STxxx na pomoc s AI. A posledná veta tejto kapitoly. Všetky tieto extra špecialitky mi ako hráčovi so SNES emulátorom spôsobovali vrásky na čele, neb ich bolo treba emulovať ku správnemu chodu hier a dokumentácie nebolo. Takže som vývoj v tejto oblasti sledoval ako hladný pes malé mača /SFX, SDD1, SA1, DSPx s každým som si užil svoje - halvne bombardovaním dev tímu na príslušnom fóre/. 
"When we made Nintendo 64, we thought it was logical that if you want to make advanced games, it becomes technically more difficult. We were wrong. We now understand it's the cruising speed that matters, not the momentary flash of peak power." - hardware development chief Genyo Takeda
N64. Microsoft by v tomto konkrétnom prípade použil dnes svoje veľmi obľúbený eufemizmus. "Nevybalancovaná konzola". FUBAR. Neopraviteľné. N64ka bola ideovo šikovná mašinka, bohužiaľ podarilo sa ju domrviť po HW /hlavne mem systém/ aj SW stránke /ovládače, mikrokód GPU rutiny/. To že používala kártridž /bežne do 32 mega/ aj keď konkurencia už bola dávno na CD mechanikách /PSone menovite/ mu rozhodne nepomohlo. Extra čipy teda riešili ten najvypuklejší problém so samotnou N64 a to pracovnú RAM. Zdá sa, že by to nemalo byť až také horúce - N64 jej mala 4 mega, PSone 3.5 /2 mega syst. ram +1 mega vram +0.5 mega audio ram/ tak jakýpak copak. Nuž, N64 ma napríklad hardverový Z-buffer co je podľa počtu použitých stránok /double-triple buffering/ minimálne pol mega hore komínom. PSone túto fičúru nemá, práve s ohľadom na zámernú úsporu ramky. Alfou a omegou dodatočného vylepšenia N64 sa teda stal - expansion ram pack. Ďalších 4 mega rambus ram. Dokopy 8 mega a luxus lepšieho framerejtu, rozlíšenia /640x480/, dohľadnosti, často výrazne lepších textúr a grafických efektov. Hry to využívali v režime - povinná výbava /Perfect Dark/ alebo voliteľne /Star Wars: Battle for Naboo/.

--------------------------------------

To by sme mali a teraz tu menej lichotivú pravdu. Použitie týchto extra čipov často kompenzovalo nedostatok programátorského umenia na strane progišov, alebo taktickú neochotu čakať až sa na to chlapci naučia. Vieme, že na 90% vyťaženie potenciálu akéhokoľvek hárdveru treba tvrdo pracovať aspoň 7-8 rokov, tých zvyšných 20% potrebuje aj dalších 10 ako nám napríklad dokazuje čerstvý Wolfenstein engine aj s editorom na archaickom 8 bitovom spektre. Factor 5 dokázal aj bez ram packu barličky vytlačiť z N64 to /technicky perfektný Indiana Jones/ čo iní s ním a to povinne /Donkey Kong/. Rovnako geniálny Tim Follin na NES v hre Solstice ukázal prostredník všetkým dodatočným audio čipom, ktorých tam bolo skutočne more.

Dávna minulosť teda bola na experimenty s ex post vylepšovaním konzol vskutku bohatá, prítomnosť /PS3, PS4 a celá 7. generácia/ je odkázana iba na dolovanie výkonu krvavou cestou, o niečom podobne prácnom a pochopiteľne nákladnom sa hore spomenutým nintendám ani len nesnívalo. A budúcnosť ? Je ružová. Po roku 2020 tu bude takmer určite dostupné "terminálové" hranie bez fyzickej prítomnosti konzoly v obýváčke. Výkon grafiky, audia, AI, fyziky teda bude záležať na výkone samotného datacentra a frekvencii výmeny jej HW čriev za výkonnejšie bloky /vtedy už o diskrátných a oddelených CPU a GPU čipoch hovoriť nebudeme, pôjde o APU s integrovanou RAM/. Bude to krásne, bude to nádherné, jeden rok to hrajete v grafike takej, druhý v onakej, oveľa oveľa lepšie. A o ďalších 10-20 rokov si to nezahrajete vôbec /mulťák bude nefunkčný ešte skôr/, neb tie kapacity už budú dávno presunuté na novšie hry. A vy mi teraz povedzte čo s tým ?